2004 Fiscal Year Annual Research Report
微小電子ビーム陰極を用いた小型遠赤外チェレンコフFELの開発
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15360195
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| Research Institution | Osaka Sangyo University |
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Principal Investigator |
綱脇 惠章 大阪産業大学, 工学部, 教授 (90030056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草場 光博 大阪産業大学, 工学部, 助教授 (70268283)
山本 幸男 大阪産業大学, 工学部, 教授 (80093475)
浅川 誠 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30280704)
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| Keywords | free electron laser / Cherenkov / electrom beam / micro-emitter / carbon nanotube / far-infared |
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| Research Abstract |
遠赤外線は光と電波の境界に位置する電磁波であり、THz光としても注目され、いろいろな発生技術や応用研究がなされつつある。自由電子レーザー(FEL)も有力なTHz光発生装置の一つである。
我々はカーボンナノチューブ(CNT)や電界放出電子銃アレイ(FEA)を微小電子ビーム源として用い、誘電体表面近くにそれらからの電子ビームを走らせ、チェレンコフ効果による放射光を利用し、通常の実験室でも使用できるコンパクトFELについての基礎を確立することを目指して研究を行っている。
チェレンコフFELを実現するには、微小電子ビーム源の開発・電子ビーム収束系及び伝搬系の開発・各種誘電体の分光特性測定による複素屈折率の評価・およびその導波路の開発、などがある。本年度はそれらの研究を以下のように並行して行った。(1)においては、主としてCNTの紫外レーザーアブレーション法による生成と、FEAを用いた電子ビーム発生実験を行った。前者では赤外や可視レーザーの場合とは異なるCNT生成過程を見出すことができた。後者においては、直流のときジュール熱発生による劣化が認められ、100Hzまでの繰り返しパルス電源を設計製作し、安定なパルス電子ビームが得られる事が分かった。今後は更に高電流化を図る。(2)電子ビームを発散させずに伝搬させるには強い縦磁場が必要で、無冷媒超伝導マグネットを購入し、その磁場分布測定をした。そして導出した理論式の計算結果との比較をして検討した。今後は収束・伝搬系電極の製作をシミュレーション結果を基にして行う。(3)Si結晶の遠赤外領域での光学定数測定を、干渉分光法で位相情報をも得て、開発したコードを用いて、複素屈折率を評価した。また同時にさらに波長の長いマイクロ波領域において多重反射の影響を取り除けるフレネル反射率測定装置を試作し、遠赤外域でも可視と同じ屈折率を有すると言われているTPX素材の屈折率を測定した。
個々の研究はそれぞれに着実に進みつつある。しかし、それらを組み合わせたときに予測しない問題が生じる事も考えられる。今後、更なる互いの連絡を密に取りながら、総合的研究に取りかかって行く予定である。
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